فونداسیون (۶ نوع) + انواع، مصالح و مراحل اجرای فونداسیون

فونداسیون شالوده استوار سازه

فونداسیون چیست و چه تفاوتی با پی دارد؟ انواع فونداسیون کدامند و از آن در چه مواردی استفاده می شود؟ تفاوت فونداسیون سطحی و فونداسیون عمیق چیست؟ مصالح فونداسیون کدامند؟ مراحل اجرای فونداسیون چیست؟

در ساختمان سازی و ساخت و ساز انواع سازه ها، فونداسیون مهم‌ ترین بخش هر سازه و ساختمان است که نقشی حیاتی در پایداری و استحکام آنها ایفا می‌کند. این بخش که به عنوان شالوده سازه نیز شناخته می‌شود، وظایف مهمی را بر عهده دارد که از جمله آنها می‌ توان به تحمل وزن سازه، انتقال بار به زمین و جلوگیری از نشست یا تغییر شکل آن اشاره کرد.

انتخاب نوع فونداسیون مناسب، با توجه به عوامل مختلفی مانند نوع خاک، وزن سازه، شرایط آب و هوایی انجام می‌شود. فونداسیون باید با دقت و ظرافت بالا طراحی و اجرا شود تا از استحکام و پایداری آن اطمینان حاصل شود.

در این مقاله به بررسی موضوع فونداسیون می‌پردازیم و اطلاعاتی را در مورد انواع مختلف فونداسیون، نحوه طراحی و اجرای آن، نکات مهم در انتخاب فونداسیون مناسب و نقش آن در ایمنی و پایداری سازه ارائه می‌کنیم.

با مطالعه این مقاله، می‌توانید با آگاهی بیشتر از اهمیت فونداسیون و نقش آن در ساخت و ساز، در انتخاب نوع فونداسیون مناسب برای پروژه خود تصمیم‌ گیری کنید.

فونداسیون چیست؟

‏فونداسیون یا Foundation اساس و پایه هر سازه است که بارهای سازه را به زمین منتقل می‌کند. در واقع به ‏پایین‌ ترین بخش سازه که وظیفه انتقال بارهای مرده یا زنده سازه به خاک را دارد، فونداسیون یا شالوده ساختمان می‌گویند. علاوه بر انتقال بار سازه به زمین، از فونداسیون برای توزیع بار به طور یکنواخت و لنگر انداختن سازه استفاده می شود.

اجرای فونداسیون که از مراحل ساخت ساختمان می باشد، باعث انتقال بار ایجاد شده توسط سازه به زمین می شود. همچنین از نشست و تغییر شکل سازه جلوگیری می کند. شالوده یا فونداسیون ساختمان باید بتواند بارهای وارد شده را به طور یکنواخت به زمین منتقل کند و از آسیب دیدگی یا خرابی سازه جلوگیری کند. در نتیجه، شالوده یا فونداسیون ساختمان بخشی حیاتی در ساخت یک سازه است که باید با دقت و توجه خاصی طراحی و ساخته شود.

‏فونداسیون با در نظر گرفتن ظرفیت باربری خاک و نشست سازه، طراحی و ساخته می‌شود. بستر زمین سختی که فونداسیون روی آن قرار می‌گیرد، نقش مهمی در عملکرد فونداسیون دارد. همان طور که گفته شد فونداسیون باید بتواند بارهای وارد شده را به طور موثر به زمین منتقل کند و از آسیب دیدگی یا خرابی سازه جلوگیری کند. در نتیجه، فونداسیون یک مرحله حیاتی در ساخت یک سازه است که باید با دقت و توجه خاصی طراحی و اجرا شود.

آرماتور بندی، بتن ریزی و خاکبرداری زیرزمین از مهمترین مراحل اجرای فونداسیون می باشند که پس از تسطیح زمین، پی کنی و اجرای بتن مگر انجام می شوند و هر چه این مراحل با دقت بالاتری انجام شوند، به تقویت فونداسیون کمک خواهند کرد.

آرماتور، بتن، کابل های پیش تنیده و بعضی مصالح ساختمانی دیگر وجود دارند که برای ساخت و اجرای فونداسیون به آنها نیاز است که در ادامه به صورت مفصل به مصالح به کار رفته در فونداسیون خواهیم پرداخت.

شالوده چیست؟

‏شالوده یا فونداسیون به ترکیب پی و شناژ گفته می‌شود که دارای انواع گوناگونی است. در ساخت شالوده، از ترکیبات بتن، آجر و میلگرد استفاده می‌شود. شناژها به هم وصل شده و شالوده را ایجاد می‌کنند.

‏آهن به عنوان یک مصالح ساختمانی قیمت بالایی دارد، به همین دلیل از شالوده که به نسبت آهن مقرون به صرفه تر است، استفاده می شود. با استفاده از شالوده، فضای خالی در فونداسیون ایجاد شده و در مصرف بتن و میلگرد صرفه‌ جویی می‌شود.

پی ساختمان چیست؟

پی یا Footing نوع فونداسیون سطحی است که به صورت مستقیم روی زمین قرار دارد و وظیفه دارد که بار روسازه را به زمین منتقل کند. پی به عنوان یک فونداسیون سطحی، بار روسازه را مستقیما به زمین منتقل می‌کند و از نشست یا تغییر شکل سازه جلوگیری می‌کند.

تفاوت فونداسیون با پی

تفاوت اصلی فونداسیون با پی در آن است که فونداسیون یک عنوان کلی برای عضوی از سازه است که وظیفه تحمل وزن روسازه را دارد، در حالی که پی فقط وظیفه نگهداری از روسازه را برعهده دارد.

‏پی، یک نوع فونداسیون سطحی است که مستقیم روی زمین قرار دارد و وظیفه دارد که بار روسازه را به زمین منتقل کند. در حالی که فونداسیون، یک عنوان کلی است که شامل پی، شناژ و سایر اجزای سازه است که وظیفه تحمل وزن روسازه را دارد.

‏بنابراین، فونداسیون یک عنوان کلی است که شامل پی و سایر اجزای سازه است، در حالی که پی یک نوع فونداسیون سطحی است که فقط وظیفه نگهداری از روسازه را برعهده دارد.

فونداسیون سطحی

فونداسیون سطحی برای ساختمان ها با بارهای سبک و خاک نرم مناسب است و به دلیل هزینه کمتر و ساخت آسان تر، در پروژه های کوچک و متوسط استفاده می شود. انواع فونداسیون های سطحی شامل:

• فونداسیون منفرد یا مجزا
• فونداسیون مرکب
• فونداسیون نواری
• فونداسیون گسترده

‏فونداسیون منفرد یا مجزا برای ساختمان ها با بارهای متوسط و خاک متوسط مناسب است و به دلیل استحکام بیشتر و پایداری بهتر، در پروژه های بزرگتر و با بارهای سنگین تر استفاده می شود.

‏فونداسیون مرکب، نواری و گسترده برای ساختمان ها با بارهای سنگین و خاک سخت مناسب است و به دلیل استحکام بیشتر و پایداری بهتر، در پروژه های بزرگی با بارهای سنگین تر استفاده می شود. این نوع فونداسیون ها به دلیل ساختار پیچیده تر و هزینه بیشتر، در پروژه های خاص و با نیازهای ویژه استفاده می شود.

فونداسیون عمیق

فونداسیون عمیق برای ساختمان ها با بارهای سنگین و خاک سخت مناسب است و به دلیل استحکام بیشتر و پایداری بهتر، در پروژه های بزرگی با بارهای سنگین تر استفاده می شود. فونداسیون عمیق دو نوع می باشد:

• فونداسیون شمعی
• فونداسیون حفاری کیسون

‏فونداسیون شمعی برای ساختمان ها با بارهای متوسط و خاک متوسط مناسب است و به دلیل استحکام بیشتر و پایداری بهتر، در پروژه های بزرگتر و با بارهای سنگین تر استفاده می شود. فونداسیون های حفاری یا کیسون برای ساختمان ها با بارهای سنگین و خاک سخت مناسب است و به دلیل استحکام بیشتر و پایداری بهتر، در پروژه های بزرگی با بارهای سنگین تر استفاده می شود.

فونداسیون پیش ساخته

فونداسیون پیش ساخته یا فونداسیون آماده یک نوع فونداسیون بتنی است که به وسیله میلگرد (بولت و آرماتور) تقویت شده است و وظیفه آن نگهداری سازه های فلزی مانند برج نوری، پایه چراغ، دکل دوربین می باشد. این نوع فونداسیون به دلیل سرعت ساخت، هزینه کم و کیفیت بالا به طور گسترده در پروژه های ساختمانی استفاده می شود.

طراحی فونداسیون

‏فونداسیون، به عنوان زیربنای هر سازه، نقشی حیاتی در پایداری، استحکام و ایمنی آن ایفا می‌کند. طراحی صحیح فونداسیون، تضمین‌کننده عملکرد درست و عمر طولانی سازه خواهد بود. در ادامه به بررسی مراحل مختلف طراحی فونداسیون و نکات مهم آن خواهیم پرداخت.

‏طراحی فونداسیون شامل مراحل زیر می باشد:

• جمع‌ آوری اطلاعات فونداسیون
• ‏اطلاعات سازه‌ ای فونداسیون
• انتخاب نوع فونداسیون
• ‏محاسبات بارگذاری فونداسیون
• ‏طراحی ابعاد فونداسیون
• ‏بررسی تنش در خاک فونداسیون
• طراحی آرماتور بندی فونداسیون
• ‏نقشه‌ها و مشخصات فنی فونداسیون

اولین قدم در طراحی فونداسیون، انجام مطالعات ژئوتکنیکی برای بررسی نوع خاک، ظرفیت باربری آن، سطح آب زیرزمینی و سایر مشخصات زمین است. این اطلاعات برای انتخاب نوع فونداسیون و ابعاد آن ضروری است.

اطلاعات مربوط به وزن سازه، بارهای زنده و بارهای مرده، تعداد طبقات باید جمع‌آوری و در نظر گرفته شود. ‏با توجه به اطلاعات به دست آمده از مطالعات ژئوتکنیکی و اطلاعات سازه‌ای، نوع فونداسیون مناسب انتخاب می‌شود. ‏بارهای وارد شده به فونداسیون (شامل وزن سازه، بارهای زنده، بارهای مرده، بار برف، بار باد) محاسبه می‌شود.

‏با توجه به نوع فونداسیون انتخاب شده، بارهای وارد شده و ظرفیت باربری خاک، ابعاد فونداسیون (طول، عرض و ارتفاع) طراحی می‌شود.

‏میزان تنش ایجاد شده در خاک زیر فونداسیون بررسی می‌شود تا از حد مجاز فراتر نرود. ‏نوع، تعداد و قطر میلگردهای آرماتور بندی فونداسیون با توجه به تنش‌های موجود در آن تعیین می‌شود. ‏نقشه‌های اجرایی و مشخصات فنی فونداسیون تهیه می‌شود.

نقشه و پلان فونداسیون

‏پلان فونداسیون، نقشه‌ ای است که تعیین نوع، تعداد، ابعاد و موقعیت پی‌، پایه‌، ستون‌، دیوارهای فونداسیون و شناژها را مشخص می‌کند. این پلان پس از پلان آکس بندی و پلان ستون گذاری ترسیم می‌شود.

‏پلان آکس بندی و ستون گذاری، پلان‌هایی هستند که محل قرارگیری، امتداد و فاصله ستون‌ها را در نقشه‌های معماری نمایش می‌دهند.

‏پلان فونداسیون شامل اطلاعات زیر است:

• ‏پی‌های دیوارهای فونداسیون، پایه و ستون‌ها
• ‏دیوارهای فونداسیون و شناژها (تیرهای رابط یا کلاف)
• ‏پایه‌ها و ستون‌ها
• ‏دیوارهای حائل گودبرداری
• ‏پارتیشن‌ها و درها
• ‏بازکننده‌های موجود در دیوارهای فونداسیون نظیر پنجره، درب، کانا‌ل یا فضای آسانسور
• ‏جهت‌گیری، ابعاد و فاصله‌داری تیرچه یا خرپا های کف
• ‏جوی‌های زهکشی و حوضچه‌های جمع‌آوری آب (در صورت نیاز)
• ‏دیتیل اجرایی فونداسیون و پی
• ‏تمام ابعاد و نکات تکمیلی المان‌های فونداسیون

‏مراحل ترسیم پلان فونداسیون نیز شامل موارد زیر می شود:

• ‏انتخاب مقیاس پلان مطابق با مقیاس پلان کف
• ‏مشخص کردن محدوده دیوارهای فونداسیون با استفاده پلان کف
• ‏رسم دیواها، پایه‌ها و ستون‌های فونداسیون
• ‏مشخص کردن محل ناپیوستگی‌های دیوارهای فونداسیون
• طراحی و ترسیم پی دیوارهای فونداسیون
• ‏رسم پی پایه‌ها و ستون‌ها
• ‏رسم پی کانال‌ها (در صورت نیاز)
• ‏مشخص کردن محل اجرای شناژها
• ‏نمایش ابعاد، فاصله‌ داری و جهت‌ گیری خرپاها یا تیرچه‌ های کف
• ‏تعیین موقعیت قرارگیری مقطع عضوها و نمایش تمام اطلاعات اضافی دیگر مربوط به آن‌ها
• ‏رسم مقاطع ضروری و اصلی به همراه ابعاد
• ‏تعیین محل نمایش ابعاد تمام المان‌های فونداسیون
• ‏نوشتن ابعاد فونداسیون
• ‏نوشتن نکات ضروری
• ‏سایه زدن محل خاکریزی
• ‏بررسی مجدد پلان متن

‏پلان فونداسیون با استفاده از پلان آکس بندی و نقشه‌های پلان کف، پلان موقعیت و پلان دید جانبی انجام می‌گیرد. پیش از شروع ترسیم پلان فونداسیون، پلان کف باید به خوبی بررسی شده و نوع دیوارهای خارجی ساختمان مشخص شوند.

دتایل فونداسیون

دتایل فونداسیون یا Foundation Detailing به معنی جزئیات و طراحی دقیق فونداسیون است.

‏دتایل فونداسیون شامل موارد زیر است:

• ابعاد فونداسیون
• شکل فونداسیون
• ‏مواد فونداسیون
• ‏جزئیات اتصال فونداسیون
• ‏جزئیات حفره فونداسیون
• جزئیات پوشش فونداسیون

‏ابعاد فونداسیون شامل ابعاد طول، عرض و ارتفاع فونداسیون است. شکل فونداسیون شامل شکل و فرم فونداسیون است که به منظور تحمل بارهای مختلف طراحی می شود. مواد فونداسیون، مواد استفاده شده در ساخت فونداسیون است مانند آرماتور، بتن، کابل های پیش‌تنیده و غیره می باشد.

‏روش های ساخت فونداسیون جت گروتینگ، میکروپایل، تزریق گروتینگ است. جزئیات اتصال فونداسیون به سازه اصلی شامل اتصال به ستون ها، دیوارهای برشی است.

حفره فونداسیون شامل حفره های تعبیه شده در فونداسیون است که برای عبور کابل ها، لوله ها به کار می رود.

پوشش فونداسیون به منظور محافظت از فونداسیون از آسیب و رطوبت استفاده می شود.

‏جالب است بدانید که طراحی دتایل فونداسیون باید بر اساس شرایط محیطی، بارهای تحمیل شده و مشخصات سازه اصلی انجام شود. این طراحی باید به دقت انجام شود تا فونداسیون ایمن و دائمی باشد.

الزامات فونداسیون

‏الزامات فونداسیون در طراحی و ساخت یک فونداسیون مناسب، باید به دقت رعایت شوند. فونداسیون باید بتواند پایدار باشد و بار مرده و وارده را به خاک منتقل کند بدون ایجاد نشست که می تواند استحکام ساختمان را ضعیف کند.

‏این الزامات به ویژه در مناطق که بارهای وارده از نظر ماهیت یکنواخت نیستند، اهمیت بیشتری دارند. فونداسیون باید بتواند از هرگونه نشست ناهموار برای زیربنا جلوگیری کند و از تغییر دما و دیگر عوامل محیطی که می توانند روی اندازه و عمق فونداسیون در گذر زمان تاثیر بگذارند، محافظت کند.

‏مکان فونداسیون نیز باید در جایی انتخاب شود که تحت تاثیر آثار و یا عوامل آینده قرار نگیرد. فونداسیون باید با توجه به نوع خاک و منطقه طراحی و ساخته شود تا بتواند از هرگونه آسیب و خسارت جلوگیری کند.

‏در نهایت، فونداسیون باید با استفاده از مواد مناسب ساخته شود تا بتواند از هرگونه آسیب و خسارت جلوگیری کند و با کنترل کیفیت ساخته شود تا بتواند از هرگونه آسیب و خسارت جلوگیری کند.

‏با رعایت این الزامات، فونداسیون می تواند ایمن و پایدار باشد و ساختمان را از هرگونه آسیب و خسارت محافظت کند.

انواع فونداسیون

‏فونداسیون‌ به دو دسته سطحی و عمیق تقسیم می‌شوند. فونداسیون‌های سطحی در عمق کم از سطح زمین قرار دارند و نسبت عمق به عرض آنها کم است. فونداسیون‌های سطحی با افزایش سطح مقطع ستون یا دیوار، بار سازه را به زمین زیر پی منتقل می‌کنند.

انواع مختلف فونداسیون های مورد استفاده در ساخت و ساز عبارتند از:

• فونداسیون نواری
• فونداسیون منفرد یا مجزا
• فونداسیون مرکب
• فونداسیون گسترده
• فونداسیون شمعی
• فونداسیون حفاری

فونداسیون نواری

‏فونداسیون‌ نواری یا پهن یا فونداسیون‌ های دیواری شالوده‌هایی هستند که پایه‌ آنها عریض‌ تر از پی‌های دیواری باربر معمولی است. پایه‌ پهن‌ تر این نوع فونداسیون‌ ها وزن ناشی از سازه را بر روی مساحت بیشتری پخش می‌کند و در نتیجه پایداری بهتری را فراهم می‌ سازد.

‏فونداسیون‌ نواری برای تک ستون‌، دیوار و پایه‌ پل‌ ها زمانی استفاده می‌شوند که لایه‌ خاک باربر در حدود ۳ متر (۱۰ فوت) از سطح زمین قرار گرفته باشد. ظرفیت باربری خاک باید برای تحمل وزن سازه بالای پایه کافی باشد.

‏از این فونداسیون‌ ها در خاک‌ هایی که امکان جاری شدن آب بر روی لایه‌ باربر خاک وجود دارد نباید استفاده کرد زیرا ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی گردد. در نتیجه، باید از فونداسیون‌های پهن یا نواری یا فونداسیون‌های دیواری در خاک‌ هایی استفاده کرد که ظرفیت باربری خاک کافی باشد و امکان جاری شدن آب بر روی لایه‌ باربر خاک وجود ندارد.

فونداسیون منفرد یا مجزا

‏فونداسیون منفرد یا مجزا از انواع فونداسیون سطحی می باشد و بار یک یا دو ستون با فاصله نزدیک در محل درز انبساط را به زمین انتقال می‌دهد. شکل فونداسیون منفرد می‌تواند مربع، مستطیل، چند ضلعی منظم، دایره یا هر شکل نامنظم دیگری باشد.

‏فونداسیون‌ های منفردی که نزدیک به هم قرار دارند، می‌توانند به یکدیگر متصل شده و به عنوان یک پی مرکب عمل کنند. این مدل فونداسیون در ساختمان‌های با بار وارده کم و تعداد طبقات ۲ تا ۳ طبقه استفاده می‌شود.

‏در ساختمان‌های اسکلت فلزی، فونداسیون منفرد باید از بتن آرمه استفاده شود زیرا ستون‌ها بار را به پی منتقل می‌کنند. این مدل فونداسیون می‌تواند اشکال مربع، مستطیل، چند ضلعی و دایره‌ای داشته باشد و برای صرفه‌جویی در مصرف مصالح می‌توان آنها را به صورت پلکانی یا شیب‌ دار اجرا کرد.

‏این مدل فونداسیون دارای شبکه آرماتور تحتانی در سطح زیر فونداسیون است که توسط مهندس ساختمان مشخص و در نقشه‌های تایید شده درج می‌شود. به منظور مهار فونداسیون‌ها در برابر نیروهای جانبی زلزله، باید با کلاف‌های افقی به هم دوخته شوند. استفاده از شناژ در فونداسیون‌ها امروزه به ندرت دیده می‌شود زیرا عملکرد خوبی در برابر نیروهای جانبی زلزله ندارند.

فونداسیون مرکب

فونداسیون مرکب زمانی ساخته می‌شود که دو یا چند ستون آنقدر به یکدیگر نزدیک باشند که فونداسیون سطحی آنها با یکدیگر هم‌ پوشانی داشته باشد. فونداسیون مرکب ترکیبی از فونداسیون‌های مجزا است، اگرچه در طراحی سازه با یکدیگر متفاوتند.

فونداسیون مرکب پایداری بهتری نسبت به فونداسیون‌های مجزا دارد زیرا وزن ناشی از سازه را بر روی مساحت بیشتری پخش می‌کند. ‏شکل این نوع فونداسیون بصورت مستطیلی است و زمانی استفاده می‌شود که بارهای سازه توسط ستون‌ها منتقل شوند. فونداسیون مرکب به دلیل هم‌پوشانی فونداسیون سطحی، بارهای سازه را به صورت یکپارچه به زمین منتقل می‌کند و در نتیجه پایداری بهتری را فراهم می‌سازد.

فونداسیون گسترده

فونداسیون‌ های گسترده یا رادیه ژنرال به طور کامل در تمامی سطح ساختمان پخش شده تا بارهای سنگین سازه‌ ای ناشی از ستون‌ ها و دیوارها را تحمل نمایند. فونداسیون‌ های گسترده در زمانی که بارهای ناشی از سازه بر روی ستون‌ ها و دیوارها بسیار زیاد است، مورد استفاده قرار می گیرند.

‏این کار به منظور جلوگیری از نشست غیر یکنواخت شالوده‌ های منفرد انجام می گیرد، بنابراین این نوع فونداسیون بصورت یک شالوده ی منفرد (شالوده مرکب) و برای تمامی عناصر باربر سازه طراحی می شود. فونداسیون‌ های گسترده برای خاک‌ های منبسط شونده که ظرفیت باربری آنها برای اجرای فونداسیون‌ های پهن و دیواری کمتر است، مناسب است.

‏اجرای فونداسیون‌های گسترده در زمانی که نیمی از مساحت سازه به صورت فونداسیون‌ های منفرد و دیواری اجرا شده است، اقتصادی است. زیرا این کار به جای اجرای دو فونداسیون منفرد و دیواری، یک فونداسیون گسترده را اجرا می کند که هزینه‌ های ساخت را کاهش می دهد.

‏اما از این نوع فونداسیون‌ ها در مکان‌ هایی که سفره آب زیرزمینی بالاتر از سطح باربر خاک قرار دارد، نباید استفاده کرد. زیرا استفاده از آنها در این شرایط ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی خاک گردد. در نتیجه، باید از فونداسیون‌ های گسترده در خاک‌ هایی استفاده کرد که ظرفیت باربری خاک کافی باشد و سفره آب زیرزمینی پایین‌ تر از سطح باربر خاک قرار دارد.

فونداسیون شمعی

‏فونداسیون های شمعی نوعی از فونداسیون های عمیق هستند که به منظور انتقال بارهای بسیار سنگین از سازه به لایه های سنگ سخت قرار گرفته در عمق زیاد زمین بکار برده می شوند. این نوع فونداسیون ها برای انتقال بارهای سنگین سازه ها از طریق ستون ها به لایه خاک سخت که در عمق زیادی از سطح زمین قرار دارد، استفاده می شود.

‏از فونداسیون های شمعی جهت جلوگیری از بلند شدگی سازه بدلیل نیروهای جانبی مانند زلزله و باد استفاده می شود. همچنین از این فونداسیون ها برای جلوگیری از نشست غیریکنواختی فونداسیون ها استفاده می شود.

‏فونداسیون های شمعی در مکان هایی استفاده می شوند که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست. عمق لایه سنگ سخت از سطح زمین ممکن است بین ۵ متر تا ۵۰ متر باشد.

‏این نوع فونداسیون ها با استفاده از مکانیزم اصطکاک جانبی و یا اتکایی، بارهای سازه را تحمل می کنند. همچنین استفاده از آنها از نشست غیر یکنواخت فونداسیون ها جلوگیری می کند. فونداسیون های شمعی به دلیل استفاده از مکانیزم اصطکاک جانبی و یا اتکایی، پایداری بهتری نسبت به فونداسیون های سطحی دارند.

‏بنابراین فونداسیون های شمعی در مکان هایی که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست، استفاده می شوند.

فونداسیون حفاری

این نوع فونداسیون های عمیق، مکانیزم مشابهی با فونداسیون های شمعی دارند، با این تفاوت که این نوع فونداسیون ها درجا دارای ظرفیت باربری بالایی هستند. فونداسیون های حفاری از طریق مقاومت میله، مقاومت پنجه و یا ترکیبی از آنها بارهای سازه را تحمل می کنند.

‏ساخت این نوع از شالوده ها با استفاده از مته انجام می گیرد. فونداسیون های حفاری می توانند بیشتر از فونداسیون های شمعی بارهای ستون ها را منتقل کنند. از آنها در شرایطی استفاده می شود که عمق لایه ی سخت در مکانی بین ۱۰ متر تا ۱۰۰ متر در زیر زمین باشد.

‏اما استفاده از فونداسیون های حفاری یا کیسون در مکان هایی که دارای رسوبات عمیق خاک رس نرم و یا خاک های دانه ای آبخیز و سست می باشد، مناسب نیست. همچنین در محل هایی که حفاری و تثبیت آن دشوار است، خاک ها از تخته سنگ تشکیل شده اند و یا آبخوان آرتزین وجود دارد، استفاده از این نوع فونداسیون مناسب نیست.

‏این فونداسیون ها مناسب هستند برای ساختمان هایی که بارهای سنگین دارند و نیاز به انتقال بارهای سنگین به لایه های سخت زیرزمینی دارند. همچنین از آنها در مکان هایی که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست، استفاده می شود.

‏بنابراین فونداسیون های حفاری یا کیسون در مکان هایی که نیاز به انتقال بارهای سنگین به لایه های سخت زیرزمینی دارند و خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست، استفاده می شوند. این نوع فونداسیون ها به دلیل ظرفیت باربری بالایی و پایداری بهتری نسبت به فونداسیون های سطحی، در مکان هایی که بارهای سنگین سازه ها وجود دارد، استفاده می شوند.

مصالح فونداسیون

‏مصالح به کار رفته در فونداسیون به نوع فونداسیون، شرایط خاک و الزامات طراحی پروژه بستگی دارد. در مجموع، مصالح اصلی مورد استفاده در فونداسیون به پنج دسته تقسیم می‌شوند.

‏بتن، میلگرد، بلوک‌های سنگی، شمع و خاک. بتن مهم‌ ترین مصالح در ساخت فونداسیون است و برای ساخت بلوک‌ های فونداسیون، دال‌ها، شناژها، ستون‌ها و سایر اجزای فونداسیون استفاده می‌شود. میلگرد برای تقویت بتن و افزایش استحکام کششی آن استفاده می‌شود. بلوک‌ های سنگی در برخی موارد به جای بتن برای ساخت فونداسیون استفاده می‌شود. شمع‌ ها برای انتقال بار سازه به لایه‌های عمیق‌ تر خاک که از مقاومت بیشتری برخوردار هستند، استفاده می‌شوند. خاک نیز به عنوان یکی از مصالح در فونداسیون محسوب می‌شود.

‏علاوه بر این، افزودنی‌های بتن مانند روان کننده‌ها، حباب‌ زاها و سخت کننده‌ ها می‌ توانند در بتن فونداسیون استفاده شوند تا خواص آن را بهبود بخشید. انتخاب نوع فونداسیون و طراحی آن باید با در نظر گرفتن شرایط منطقه، نوع خاک و الزامات پروژه انجام شود.

اسکلت فونداسیون

در حوزه مهندسی عمران، عبارت اسکلت فونداسیون فولادی و بتنی به دو نوع فونداسیون مجزا اشاره دارد که در آنها از ترکیب اسکلت فلزی و بتن برای افزایش استحکام، ظرفیت باربری و کارایی فونداسیون استفاده می‌شود.

فونداسیون اسکلت فلزی

‏فونداسیون فولادی یک نمونه از فونداسیون است که از فولاد ساخته می‌شود و به عنوان یک جایگزین مناسب برای فونداسیون بتنی قابل استفاده است. این نوع از فونداسیون به دلیل خصوصیات خود مانند قابلیت حمل و نقل آسان، تحمل بار بالا، اجرای سریع و کاربردهای گسترده در ساختمان‌سازی، یک گزینه بسیار مناسب است.

‏فونداسیون فولادی به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، در پروژه‌های ساختمانی با بارهای سنگین و پیچیده همچنین به دلیل وزن کم و قابلیت حمل و نقل آسان، در پروژه‌های ساختمانی با محدودیت فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

‏فونداسیون فولادی همچنین به دلیل مقاومت بالا در برابر آتش سوزی و زلزله، در پروژه‌های ساختمانی با ریسک آتش سوزی و زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع از فونداسیون در ساخت سوله، گاراژ، ساختمان‌های تجاری و مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فونداسیون اسکلت بتنی

‏فونداسیون بتنی پایه ای برای یک سازه است. نوع و اندازه فونداسیون بتنی مورد نیاز شما بر اساس ساختاری است که روی آن قرار خواهید داد.

‏نوع فونداسیون بتنی بستگی به مساحت فونداسیون و نوع سازه ای که روی آن قرار می گیرد بستگی دارد. پایه های کم عمق در سطح هم سطح و سخت ساخته شده اند و برای پروژه های کوچکتر و ساده تر مانند نگهداری مبلمان پاسیو ، چشمه یا واحد تهویه هوا مورد استفاده قرار می گیرند.

‏پایه های عمیق برای پروژه های پیچیده تر استفاده می شود و در شرایط نامناسب خاک یا ساختن سازه ای روی تپه استفاده می شود.

موارد استفاده فونداسیون

فونداسیون یا پی ساختمان، که به عنوان مهم‌ترین بخش سازه شناخته می‌شود، وظایف متعددی را بر عهده دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌کنیم:

• فونداسیون ساختمان
• فونداسیون ویلا
• فونداسیون پل
• فونداسیون پایه چراغ
• فونداسیون سوله
• فونداسیون سیلو
• فونداسیون ال اس اف
• فونداسیون برج نوری
• فونداسیون تاور کرین

فونداسیون ساختمان

‏فونداسیون یا پی ساختمان، بخش مهمی از سازه است که وظایف متعددی را بر عهده دارد. وظایف اصلی فونداسیون عبارتند از انتقال بارهای وارده از سازه به زمین، جلوگیری از نشست نامتقارن یا نامناسب، ایجاد سطحی صاف و پایدار و محافظت از سازه در برابر رطوبت.

‏فونداسیون باید به گونه‌ ای طراحی و اجرا شود که بتواند تمام این وظایف را به طور ایمن و پایدار انجام دهد. انواع فونداسیون و کاربردهای آنها عبارتند از فونداسیون سطحی برای ساختمان‌های کم‌ارتفاع، فونداسیون گسترده برای ساختمان‌های بزرگ، فونداسیون نواری برای ساختمان‌های با دیوارهای طویل، فونداسیون شلواری برای ساختمان‌های با سقف‌های بلند، فونداسیون عمیق برای ساختمان‌های مرتفع، فونداسیون شمعی برای ساختمان‌های با ستون‌های بلند، فونداسیون صندوقچه‌ ای برای ساختمان‌های با دیوارهای کوتاه و فونداسیون دیوار طاقت‌ بر برای ساختمان‌های با دیوارهای طویل.

‏نقش فونداسیون در پایداری و ایمنی سازه، بسیار مهم است و باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شود که بتواند تمام بارها را به طور ایمن و پایدار انتقال دهد. در نتیجه، انتخاب نوع فونداسیون مناسب و اجرای آن به گونه‌ ای صحیح، بسیار مهم است تا بتواند سازه را در برابر بارها و نیروها محافظت کند.

فونداسیون ویلا

فنداسیون ویلا، بخش مهمی از سازه است که وظایف حیاتی را بر عهده دارد. انتخاب نوع، ابعاد و نحوه اجرای فونداسیون مناسب، نقشی اساسی در پایداری، ایمنی و طول عمر ویلای شما ایفا می‌کند. فونداسیون ویلا باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شود که بتواند تمام بارها را به طور ایمن و پایدار انتقال دهد.

‏نکات مهم در انتخاب فونداسیون ویلا عبارتند از انجام مطالعات ژئوتکنیکی برای بررسی نوع خاک، سطح آب زیرزمینی و سایر شرایط زمین، مشاوره با مهندس متخصص و با تجربه در زمینه ساخت ویلا، استفاده از مصالح مرغوب و با کیفیت و اجرای دقیق فونداسیون.

‏عوامل موثر در انتخاب نوع فونداسیون ویلا عبارتند از نوع خاک، سطح آب زیرزمینی، وزن ویلا، شرایط آب و هوایی و بودجه. نوع خاک، مهم‌ ترین عامل در انتخاب نوع فونداسیون است. اگر خاک سست باشد، باید از فونداسیونی استفاده شود که در برابر این شرایط مقاوم باشد.

‏انتخاب فونداسیون مناسب برای ویلا، یک سرمایه‌ گذاری بلند مدت است که از پایداری، ایمنی و طول عمر ویلای شما در برابر عوامل طبیعی و گذر زمان محافظت می‌کند. بنابراین، انتخاب نوع فونداسیون باید با دقت و ظرافت انجام شود تا بتواند سازه را در برابر بارها و نیروها محافظت کند.

فونداسیون پل

‏فونداسیون پل، یک سازه مهم در ساخت پل است که وظیفه توزیع متقارن بارهای اعمال شده از طرف پایه، کوله و دیوار جناحی به لایه‌های زیرین را برعهده دارد. این سازه باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شود که بتواند بارهای مختلف را به طور پایدار و ایمن به زیرسازی انتقال دهد.

‏عمق فونداسیون پل باید به اندازه‌ای باشد که بتواند ضربه‌های ناشی از حرکت آب یا حفر سازه‌های زیرزمینی را تحمل کند. در غیر این صورت، فونداسیون پل در معرض آسیب دیدن قرار می‌گیرد.

‏فونداسیون پل باید به گونه‌ ای طراحی شود که بتواند بارهای دینامیکی و استاتیکی را به طور پایدار و ایمن به زیرسازی انتقال دهد. این سازه باید بتواند در برابر بارهای مختلف، از جمله بارهای ناشی از جریان آب، بارهای ناشی از باد و بارهای ناشی از حرکت خودرو، پایدار و ایمن باشد.

‏در طراحی فونداسیون پل، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شود، از جمله نوع خاک، عمق آب زیرزمینی، نوع بارهای اعمال شده و غیره. انتخاب صحیح فونداسیون پل، نقشی اساسی در پایداری و ایمنی پل ایفا می‌کند.

‏فونداسیون پایه چراغ

‏فونداسیون پایه چراغ، نوعی سازه بتنی است که به وسیله میلگرد (بولت و آرماتور) تقویت شده است و وظیفه نگهداری سازه های فلزی مانند برج نوری، پایه چراغ، دکل دوربین و غیره را برعهده دارد. این فونداسیون با انتقال وزن سازه و تنش های ناشی از وزش باد و غیره به زمین، پایداری و ایمنی سازه را تامین می‌کند.

اتصال سازه فلزی به فونداسیون باید به وسیله پیچ و مهره صورت گیرد و بولت های فونداسیون باید وارد سوراخ های تعبیه شده روی بیس پلیت شوند. یکی از نکات مهم برای اتصال دو سازه، فیکس بودن سوراخ های بیس و بولت ها می‌باشد.

استفاده از بتن و میلگرد استاندارد یکی از الزامات ساخت فونداسیون با کیفیت و استاندارد می‌باشد.

طراحی و ساخت فونداسیون های پایه چراغ باید براساس استانداردهای ملی و بین المللی و اصول مهندسی توسط افراد متخصص و با تجربه انجام گیرد.

‏هر فونداسیون پایه چراغ به طور کلی شامل سه بخش اصلی بتن، بولت و شبکه می‌باشد. مشخصات هر سه بخش فونداسیون بر اساس وزن و ابعاد سازه فلزی و خاک اطراف فونداسیون تعیین می گردد. برای سازه های فلزی سنگین با ارتفاع زیاد، باید از تعداد بولت ها بیشتر با ضخامت زیاد و نیز بتن با عیار بالا استفاده نمود.

فونداسیون سوله

‏فونداسیون سوله، زیربنای استوار برای سازه‌ای بلند قامت است. انتخاب نوع، ابعاد و نحوه اجرای صحیح فونداسیون، از مهم‌ترین گام‌های احداث یک سوله استاندارد و ایمن به شمار می‌رود. انواع فونداسیون سوله عبارتند از فونداسیون منفرد، نواری، رافتی و شمعی.

عوامل موثر در انتخاب نوع فونداسیون سوله عبارتند از نوع خاک، سطح آب زیرزمینی، وزن سوله و شرایط آب و هوایی. نکات کلیدی در انتخاب نوع فونداسیون سوله عبارتند از مطالعات ژئوتکنیکی، مشاوره با مهندس، کیفیت مصالح و اجرای دقیق. در نهایت، انتخاب صحیح فونداسیون سوله، نقشی اساسی در پایداری و ایمنی سازه ایفا می‌کند.

فونداسیون سیلو

‏استحکام سیلوها به منظور جلوگیری از خطرات و نیروهای طبیعی، استفاده از فونداسیون سیلو ضروری است. فونداسیون سیلو فضاهای ناشی از نشست زمین، رانش و یا زلزله را خنثی می‌کند. طراحی فونداسیون سیلو در ارتباط مستقیم با میزان مقاومت یا مکانیک خاک منطقه است. برای احداث سیلوهای با ظرفیت بالای ۱۰۰۰ تن، انجام آزمایش مقاومت خاک امری ضروری می‌باشد.

‏فونداسیون سیلوهای به سه دسته سیلوهای کوچک (سر سالن)، سیلوهای کف مخروطی (ظرفیت ۲ الی ۱۰۰ تن) و سیلوهای بالاتر از ۱۰۰ تن در انواع کف صاف و کف مخروطی طبقه‌بندی می‌شود. در فونداسیون سیلوهای کف صاف، توری‌های تهویه هوا به منظور هوادهی غلات لحاظ می‌گردد.

‏به نظر می‌رسد که فونداسیون سیلو باید با در نظر گرفتن شرایط منطقه، نوع خاک و ظرفیت سیلو طراحی و اجرا شود. استفاده از فونداسیون سیلو به منظور استحکام سیلوها و جلوگیری از خطرات و نیروهای طبیعی، ضروری است.

فونداسیون ال اس اف

‏فونداسیون ال اس اف (LSF) در سازه های پیش ساخته ال اس اف، به دلیل وزن سبک و کم سازه، نسبت به ساختمان­ های سنتی، بسیار سبک تر می باشد. در این نوع ساختمان، بارها یا وزن به صورت گسترده بر روی دیوارها وارد می ­شود و نیازی به داشتن ستون نیست.

‏فونداسیون مورد نیاز به علت وزن کم این سازه، بسیار سبک تر می باشد به طوری که معمولا از یک فونداسیون نواری در زیر دیوارها استفاده می ­شود. این نوع ساخت به روش خشک نیز مشهور است؛ زیرا در این نوع سازه معمولا از مصالح سنتی استفاده نمی ­شود و نیاز به استفاده از آب نمی ­باشد.

‏سازه های ال اس اف LSF قابلیت تلفیق شدن روی هر نوع سازه (اسکلت فلزی و بتنی) را دارا می­باشد. فونداسیون سازه ال اس اف LSF می­تواند به دو صورت پی نواری یا دال گسترده رادیه طراحی شود. در بعضی موارد، زیرسازی ویلای پیش ساخته ال اس اف باید به گونه ای طراحی گردد که از نفوذ گازهای خطرناک خاک مانند رادون ممانعت نماید.

‏نکته مهم در انتخاب فونداسیون ال اس اف LSF، بررسی دقیق شرایط زمین و خاک می باشد. زیرا این نوع سازه به دلیل سبک بودن، به فونداسیون ایمن و پایدار نیاز دارد. انتخاب فونداسیون مناسب، نقشی اساسی در پایداری، ایمنی و طول عمر ویلای پیش ساخته ال اس اف ایفا می کند.

‏در نهایت، انتخاب فونداسیون ال اس اف LSF باید با دقت و ظرافت انجام شود تا بتواند سازه را در برابر بارها و نیروها محافظت کند.

فونداسیون مخزن

فونداسیون مخزن سازه بتنی است که برای حمایت از مخزن آب، نفت و گاز و اطمینان از پایداری و سازگاری آن با زمین استفاده میشود. این فونداسیون از قالب بندی، تسلیح، ورق بندی و بتن ریزی تشکیل شده و معمولا در سطح زمین نصب می شود و به کاهش اثرات عوامل جوی، شوکهای زمینی و افتادن زمین کمک می کند.

فونداسیون مخازن به دلیل اهمیت و حساسیت محیط زیستی و اقتصادی، کاربرد وسیعی دارد. در طراحی فونداسیون مخزن، باید به فاکتورهای زیادی توجه کنید، از جمله وزن مخزن پر شده، نیروهای افقی و عمودی، فشار خاک، لرزه نگاری، حرکت خاک، ارتفاع زیاد فونداسیون، و سازگاری با زمین.

هدف اصلی فونداسیون مخازن، ایجاد یک سازه پایدار و مقاوم برای حمایت از مخزن است. طراحی فونداسیون مخازن، باید با معیارهای مناسب انجام شود تا از ایجاد خطراتی برای محیط زیست و انسانها جلوگیری شود. این فونداسیون باید قادر باشد سوختهای حاوی سرب، نیکل، کادمیوم و بیسموت را که ممکن است به زمین و آب سطحی نفوذ کرده، ذخیره کند و به نحوی که حداقل انتشار آن در محیط زیست باشد را برطرف کند.

فونداسیون مخزن، ساختاری است که برای نگهداری مخزن سوخت و آب، توسط مهندسان عمران طراحی و اجرا میشود. این فونداسیون با توجه به ابعاد و وزن مخزن و خاک نصب شده در محل، باید از ویژگیهای مشخصی برخوردار باشد تا در برابر بارهای سکون و اعمال دینامیکی ناشی از رویدادهایی مانند زلزله، عملکرد عالی داشته باشد.

فونداسیون برج نوری

فونداسیون برج نوری سازه بتنی مسلح است که سبب می شود پایه دکل روشنایی به صورت مستحکم بر روی زمین قرار بگیرد. فونداسیون آماده و فونداسیون ریختگی دو نوع اصلی فونداسیون هستند که هر کدام دارای مزایا و معایب هستند. فونداسیون آماده از سه بخش بولت، بتن و شبکه تشکیل شده و کیفیت بتن به کار رفته در آن بسیار مهم است.

فونداسیون ریختگی در حل احداث برج روشنایی احداث می گردد و ابعاد آن بر حسب شابلون ارسالی از طرف شرکت سازنده ساخته می شود. برای تعیین ابعاد فونداسیون ریختگی مواردی همچون ارتفاع سازه، نوع خاک، شرایط آب و هوایی و جغرافیایی محل مورد بررسی قرار می گیرند.

فونداسیون تاور کرین

‏فونداسیون کرین تاور نقشی حیاتی در پایداری، استحکام و ایمنی این غول‌های فولادی ایفا می‌کند. انتخاب نوع، ابعاد و نحوه اجرای صحیح فونداسیون کرین تاور از مهم‌ترین گام‌های احداث یک پروژه ساختمانی بلند مرتبه و ایمن است.

انواع فونداسیون کرین تاور عبارتند از فونداسیون گسترده، فونداسیون بلوکی، فونداسیون شمعی و فونداسیون ترکیبی.

نکات کلیدی در انتخاب نوع فونداسیون عبارتند از مطالعات ژئوتکنیکی، مشاوره با مهندس، کیفیت مصالح و اجرای دقیق. انتخاب نوع فونداسیون باید توسط مهندس متخصص و با تجربه انجام شود و تمام مراحل آن به طور کامل توسط مهندس ناظر بررسی گردد.

میکروپایل فونداسیون

‏میکروپایل (Micro-Pile) یک فناوری نوین در مهندسی عمران است که به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می‌کند. این فناوری به ویژه در ساختارهای فونداسیون که در خاک‌ های ناپایدار یا با مقاومت پایین قرار دارند، کاربرد دارد.

‏میکروپایل علاوه بر مقاومت در برابر بارها، دوغاب سیمان را به خاک اطراف خود تزریق می‌کند که سبب بهبود مشخصات مکانیکی خاک می‌شود. این امر به معنای افزایش مقاومت خاک، کاهش نشست و بهبود رفتار مکانیکی خاک است.

آزمایش بتن فونداسیون

‏آزمایش بتن فونداسیون یا اسلامپ Slump Test یکی از مهم‌ ترین آزمایشات جهت تعیین میزان کارایی بتن فونداسیون است. این آزمایش به منظور بررسی میزان روان بودن بتن و تعیین میزان کارایی آن بر اساس اسلامپ آن انجام می‌شود.

‏اسلامپ بتن، به عنوان یک فاکتور مهم در جداسازی بتن‌ها بر اساس میزان کارایی آن‌ها محسوب می‌شود. بتن دارای اسلامپ بالا برای بتن ریزی بر روی سطوحی بهتر است که با کمک اسپیسر بتن، آرماتور بندی شده اند.

‏در این آزمایش بتن در یک قالب خاص قرار داده می‌شود و سپس به مدت زمان مشخصی تحت فشار قرار می‌گیرد. میزان اسلامپ بتن، به عنوان فاصله بین سطح بتن در ابتدا و انتهای آزمایش اندازه‌ گیری می‌شود. بتن دارای اسلامپ بالا بهتر است زیرا می‌تواند به راحتی در سطوح پیچیده و با زاویه‌های مختلف بتن ریزی شود.

‏آزمایش اسلامپ یک روش ساده و کارآمد برای تعیین میزان کارایی بتن فونداسیون است. این آزمایش به مهندسان و سازندگان کمک می‌کند تا بتن‌ های با کارایی بالا را انتخاب کنند و به این ترتیب ساختارهای فونداسیون ایمن و پایدار را ایجاد کنند.

کیورینگ بتن فونداسیون

کیورینگ بتن فونداسیون یک فرآیند حیاتی در ساخت و ساز است که هدف نهایی آن ارتقای کیفیت بتن، افزایش مقاومت آن و تضمین استحکام و پایداری بلندمدت سازه است. این فرآیند شامل اقداماتی برای حفظ رطوبت و دمای مناسب بتن در مراحل اولیه پس از بتن ریزی می‌شود.

‏کیورینگ بتن فونداسیون به پنج روش اصلی تقسیم می‌شود: آب پاشی، پوشش‌های مرطوب، مواد شیمیایی کیورینگ محافظت از بتن در برابر باد و تابش خورشید و کنترل دما. هر کدام از این روش‌ها به طور جداگانه یا در ترکیب با یکدیگر به حفظ رطوبت و دمای مناسب بتن کمک می‌کنند.

‏شروع کیورینگ بلافاصله پس از بتن ریزی و ادامه یافتن آن تا زمانی که بتن به مقاومت اولیه خود برسد، ضروری است. کنترل دما در طول فرآیند کیورینگ نیز بسیار مهم است، زیرا دمای خیلی بالا یا خیلی پایین می‌تواند به کیفیت کیورینگ آسیب برساند.

‏کیورینگ بتن فونداسیون یک سرمایه‌ گذاری ضروری برای تضمین سلامتی، استحکام و طول عمر سازه است. با انجام صحیح این فرآیند، می‌توان از بروز مشکلات و خرابی‌های زودهنگام در فونداسیون و به تبع آن، کل سازه جلوگیری کرد.

محاسبه میلگرد فونداسیون

محاسبه میلگرد فونداسیون یکی از مراحل مهم در طراحی و اجرای آن است. برای انجام این کار، باید مراحل زیر را دنبال کنیم:

• تعیین نوع و ابعاد فونداسیون
• محاسبه طول میلگردهای طولی و عرضی
• ‏محاسبه تعداد میلگردهای طولی و عرضی
• ‏محاسبه وزن میلگردها
• ‏محاسبه میلگردهای تقویتی

تعیین نوع و ابعاد فونداسیون

‏با توجه به نوع خاک، وزن سازه و شرایط آب و هوایی، نوع فونداسیون مناسب را انتخاب کنید. ‏ابعاد فونداسیون (طول، عرض و ارتفاع) را با توجه به نوع فونداسیون انتخاب شده و بر اساس نقشه‌های طراحی مشخص کنید.

محاسبه طول میلگردهای طولی و عرضی

‏میلگردهای طولی شامل سه جزء اصلی طول محور، طول خم و کاور است.

‏طول محور، فاصله بین دو سر میلگرد طولی می باشد.

‏طول خم، برای اتصال بهتر میلگرد به بتن، دو سر آن خم می‌شود. طول خم هر سر میلگرد را با توجه به نوع خم (خم قائم، خم ۹۰ درجه، خم عصایی) از جداول مربوطه بدست آورید.

‏کاور، فاصله بین سطح بتن تا لبه نزدیکتر میلگرد را کاور می‌نامند. مقدار کاور با توجه به نوع فونداسیون و شرایط محیطی از جداول مربوطه بدست می‌آید.

‏فرمول محاسبه طول میلگرد طولی

‏طول میلگرد طولی = طول محور + (طول خم × ۲) – (طول کاور × ۲)

‏میلگردهای عرضی نیز مشابه میلگردهای طولی است، با این تفاوت که به جای طول محور از عرض محور در فرمول استفاده می‌شود.

فاصله بین دو لبه میلگرد عرضی را عرض محور می‌نامند و ‏محاسبه طول میلگردهای عرضی مشابه میلگردهای طولی است، با این تفاوت که به جای طول محور از عرض محور در فرمول استفاده می‌شود.

‏محاسبه تعداد میلگردهای طولی و عرضی

‏تعداد میلگردهای طولی با تقسیم طول کل فونداسیون به طول هر میلگرد طولی بدست می‌آید. ‏تعداد میلگردهای عرضی با تقسیم عرض کل فونداسیون به طول هر میلگرد عرضی بدست می‌آید.

‏محاسبه وزن میلگردها

‏وزن هر شاخه میلگرد طولی و عرضی را با ضرب طول هر میلگرد در وزن واحد طول میلگرد (که می‌توانید از جداول وزن میلگرد بدست آورید) محاسبه کنید. ‏وزن کل میلگردهای طولی و عرضی را با ضرب تعداد میلگردها در وزن هر شاخه میلگرد بدست آورید.

‏محاسبه میلگردهای تقویتی

‏میلگردهای تقویتی برای افزایش مقاومت کششی بتن در فونداسیون استفاده می‌شوند. ‏طول میلگردهای تقویتی معمولا برابر با طول یا عرض فونداسیون است.

‏تعداد میلگردهای تقویتی با توجه به الزامات طراحی و با استفاده از روش‌های مختلف (مانند روش تنش مجاز یا روش ACI 318) محاسبه می‌شود.

‏وزن میلگردهای تقویتی را با ضرب طول هر میلگرد تقویتی در وزن واحد طول میلگرد و سپس در تعداد میلگردها بدست آورید.

محاسبه بتن فونداسیون

محاسبه حجم بتن برای بتن ریزی فونداسیون به صورت ساده انجام می‌شود. فرمول ریاضی زیر برای محاسبه حجم بتن فونداسیون استفاده می‌شود:

‏حجم مورد نیاز بتن = طول * عرض * ارتفاع

‏با فرض اینکه طول، عرض و ارتفاع فونداسیون ۱ متر باشد، حجم مورد نیاز بتن ۱ متر مکعب خواهد بود. چگالی بتن در فونداسیون ۲۵ کیلو نیوتن بر متر مکعب عنوان می‌شود، بنابراین برای بتن ریزی ۱ متر مکعب، به ۲۵ کیلو نیوتن یا ۲۵۰۰ کیلوگرم بتن نیاز است.

‏در صورتی که حجم استوانه ای برای بتن ریزی فونداسیون در نظر گرفته شده باشد، ابتدا مساحت سطح مقطع استوانه محاسبه شده و سپس در ارتفاع ضرب می‌شود. برای به دست آوردن حجم بتن در ستون مربع، ابتدا مساحت سطح مقطع مربع به دست آورده شده و سپس در ارتفاع و در هزینه ۱ کیلوگرم بتن ضرب می‌شود.

‏متره و برآورد بتن برای بتن ریزی فونداسیون شامل محاسبه هزینه­ های مختلف است، از جمله خاکبرداری، قالب گذاری، بتن مگر، آرماتور بندی و بتن ریزی. این مراحل در محاسبه میزان بتن فونداسیون اهمیت دارد.

عایق کاری فونداسیون

‏عایق کاری فونداسیون یک اقدام ضروری برای محافظت از فونداسیون در برابر عوامل مخرب محیطی مانند رطوبت، گرما و سرما است. عایق بندی مناسب می‌تواند از نفوذ آب و رطوبت به داخل بتن، خوردگی میلگردها، یخ زدگی و ترک خوردن فونداسیون جلوگیری کند.

‏مزایای عایق کاری فونداسیون شامل جلوگیری از نفوذ رطوبت، کاهش مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان، ایجاد فضایی مطبوع و خنک در فصل گرما، افزایش عمر مفید سازه و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری است.

‏انواع عایق های فونداسیون شامل عایق های رطوبتی، عایق های حرارتی و مواد پوششی نفوذپذیر است. عایق های رطوبتی مانند ایزوگام، عایق رولی و مواد پوششی نفوذپذیر می‌توانند از نفوذ رطوبت به داخل بتن جلوگیری کنند. عایق حرارتی مانند عایق های XPS، EPS و پشم شیشه می‌تواند از هدر رفتن گرما در زمستان و ورود گرمای زیاد به داخل ساختمان جلوگیری کند.

‏روش اجرای عایق کاری فونداسیون به نوع عایق انتخاب شده بستگی دارد. مراحل کلی اجرای عایق کاری فونداسیون شامل آماده سازی سطح، اجرای عایق رطوبتی، اجرای عایق حرارتی و نصب عایق است.

تقویت و مقاوم سازی فونداسیون

با توجه به نوع ضعف موجود در پی، راهکارهای مختلفی برای مقاوم سازی فونداسیون وجود دارد. ‏برخی از مهم‌ ترین روش های بهسازی و راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون:

• افزایش ابعاد پی
• افزودن شناژ به پی موجود
• مقاوم سازی فونداسیون با استفاده از کابل‌های پیش‌تنیده
• افزایش مقاومت شمع‌های موجود
• تقویت از زیر پی
• احداث شمع های کششی
• مقاوم سازی صفحه ستون

افزایش ابعاد پی یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون است که با افزایش ابعاد پی، سطح تماس بر پی را افزایش می‌دهد و از تنش های اعمالی بر پی کاست.

این راهکار با خالی کردن اطراف پی از تراز روی آن تا تراز زیر بتن مگر به اندازه عرضی بیشتر از عرض مورد نیاز مقاوم سازی، مضرس کردن سطح بتن در بالا و وجوه عمودی شالوده، ایجاد سوراخ‌های افقی در اطراف شالوده برای کاشت شاخک (میخچه) در صورت لزوم، اجرای بتن مگر اضافی در ناحیه افزایش ابعاد، تمیز و مضرس کردن سطوح تماس اجرای چسب پلیمری بر روی سطوح نمایان پی، اجرای آرماتورهای اضافی به روش کاشت میلگرد و آرماتور برای بتن مسلح جدید مطابق نقشه‌های اجرایی، اجرای بتن جدید، جدا کردن قالب ها و مراقبت از پی با پوشاندن سطح بتن با گونیهای خیس، پرکردن مجدد پی با خاک‌های درشت دانه در لایه‌های مختلفی که کاملاً متراکم شده باشند و کامل کردن کف و سنگ فرش روی پی انجام می‌شود.

‏افزودن شناژ به پی موجود یکی دیگر از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون در برابر لغزش است که به هم بستن پی ها و ایجاد مشارکت کلیه پی ها در تحمل بارهای جانبی می‌باشد.

‏مقاوم سازی فونداسیون با کابل‌های پیش‌ تنیده با اعمال نیروی پیش تنیدگی به مقطع، ظرفیت خمشی مثبت و منفی مقطع را افزایش می‌دهد. این روش با عبور کابل های پیش‌ تنیده در حفره‌های تعبیه شده سراسری در طول شالوده یا در بتن جدید روی وجوه آن و پیش تنیده کردن آنها انجام می‌شود.

‏افزایش مقاومت شمع‌های موجود یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون است که با افزایش مقاومت شمع‌های موجود، ظرفیت باربری فونداسیون افزایش می‌یابد.

‏تقویت از زیر پی یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون است که با تقویت از زیر پی، ظرفیت باربری فونداسیون افزایش می‌یابد.

‏احداث شمع های کششی یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون است که با احداث شمع های کششی، ظرفیت باربری فونداسیون افزایش می‌یابد.

‏مقاوم سازی صفحه ستون یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون است که با مقاوم سازی صفحه ستون، ظرفیت باربری فونداسیون افزایش می‌یابد.

‏در نهایت، مقاوم سازی فونداسیون با کابل‌های پیش‌تنیده و الیاف FRP یکی از روش های تقویت است که با اعمال نیروی پیش تنیدگی به مقطع، ظرفیت خمشی مثبت و منفی مقطع را افزایش می‌دهد.

اجرای فونداسیون

اجرای فونداسیون به عنوان یکی از مهمترین مراحل ساخت ساختمان شامل مراحل زیر می باشد:

1. تسطیح زمین
2. پی کنی
3. اجرای بتن مگر
4. آرماتور بندی فونداسیون
5. قالب‌ بندی فونداسیون
6. اجرای صفحه ستون
7. اجرای فونداسیون
8. بتن ریزی فونداسیون
9. باز‌کردن قالب‌ فونداسیون
10. اجرای فونداسیون زمین سست
11. اجرای فونداسیون زمین بالا دست
12. اجرای فونداسیون زمین پایین دست
13. خاکبرداری زیرزمین
14. اجرای چاله آسانسور

در مرحله تسطیح زمین با لودر اگر ناهمواری زمین زیاد است، لودر استفاده می‌شود تا زمین را تسطیح کند. اگر زمین صاف است، نخاله‌ها و خار و خاشاک را با دست یا با باب کت یا تراکتور یا لودر از زمین خارج می‌کنند.

عمق و عرض پی کنی باید بر اساس نقشه محاسبات سازه و ابعاد فونداسیون و تراز روی فونداسیون تعیین شود. بتن مگر یک بتن با عیار پایین است که هدف از اجرای آن این است که بتن اصلی در تماس با خاک نباشد. ضخامت بتن مگر معمولا ۱۰ سانتیمتر اجرا می‌شود.

آرماتور بندی مهم ترین مرحله اجرای پی است. قطع و خم و برش میلگردها باید به دقت انجام شود تا کار درست و اصولی انجام شود و از هدر رفت و پرت میلگردها جلوگیری شود. قالب بندی فونداسیون کار حساسی است. قبل از قالب بندی حتما قالب ها را چرب می‌کنند تا قالب به بتن نچسبد.

در صورتیکه اسکلت فلزی باشد، پس از پایان آرماتور بندی فونداسیون باید صفحه ستون یا بیس پلیت ها اجرا شود. تخریب ملک و برداشتن نخاله‌ها با کامیون، سپس تخریب دیوارهای سمت همسایه و تسطیح خاک کف، دیوارچینی گلدانی‌ها با آجر های حاصل از تخریب و ریختن خاک حاصل از تسطیح و تخریب دیوارهای همسایه به داخل گلدانی‌ها.

‏بتن ریزی که یکی از مراحل مهم در اجرای فونداسیون می باشد، توسط شرکت‌های معتبر بتن انجام می گردد. همچنین ویبره کردن بتن برای خارج کردن حباب‌ها و متراکم کردن آن، باز‌کردن قالب فونداسیون بعد از بتن ریزی انجام می گردد.

‏اجرای فونداسیون در زمینهای سست و یا خاک دستی در این مرحله، فونداسیون در زمینهای سست و یا خاک دستی اجرا می‌شود تا فونداسیون را در خاک‌های ناپایدار یا با مقاومت پایین قرار دهد.

‏اجرای فونداسیون وقتی سطح زمین طبیعی بالاست با برداشتن سطح کل زیربنا و نوارهای فونداسیون با بیل مکانیکی انجام می شود.

فونداسیون وقتی سطح زمین طبیعی پایین است اجرا می‌شود تا فونداسیون را در خاک‌های ناپایدار یا با مقاومت پایین قرار دهد.

چاله آسانسور در فونداسیون اجرا می‌شود تا آسانسور را در فونداسیون نصب کند. ‏اجرای چاله آسانسور در فونداسیون با مراجعه به نقشه‌های سازه و استفاده از دیتیل شکست فونداسیون.

کلام آخر

فونداسیون، همانند بنیان هر سازه‌ ای، نقشی حیاتی در پایداری، استحکام، ایمنی و طول عمر آن ایفا می‌ کند. انتخاب نوع، ابعاد و نحوه اجرای صحیح فونداسیون، از مهم‌ ترین گام‌ های احداث هر بنایی به شمار می‌ رود. با در نظر گرفتن عوامل موثر و نکات کلیدی در انتخاب نوع فونداسیون، می‌توان به ساخت فونداسیون ایمن و پایدار دست یافت. در نتیجه، انتخاب نوع فونداسیون باید با دقت و ظرافت انجام شود تا پروژه ساختمانی بلند مرتبه و ایمن به پایان برسد.

در این مقاله، به بررسی انواع مختلف فونداسیون، نکات کلیدی در انتخاب نوع مناسب و همچنین عوامل موثر در این زمینه پرداختیم.

در نظر داشته باشید که فونداسیون، زیربنای اصلی هر سازه‌ای است و نقش کلیدی در پایداری و ایمنی آن در برابر عوامل طبیعی و گذر زمان ایفا می‌کند.

با انتخاب نوع فونداسیون مناسب، اجرای دقیق و استفاده از مصالح مرغوب، می‌توانید استحکام و طول عمر بنای خود را تضمین نمایید.

سوالات متداول فونداسیون